מיצוי בנקודת העכירות בסיוע אולטרסאונד
Cloud point extraction (CPE) הוא הליך קדם־אנליטי להפרדה ולריכוז מוקדם של אנליטים. בשילוב עם סוניקציה, ניתן להגביר את המיצוי בנקודת העכירות ולהפוך את התהליך ליעיל יותר, מהיר יותר וידידותי יותר לסביבה. מיצוי בנקודת העכירות בסיוע אולטרסאונד מפחית את צריכת הממסים ואת זמן המיצוי וגם מספק מקדמי העשרה גבוהים במידה משמעותית לאנליטים.
כיצד פועל מיצוי בנקודת העכירות?
Cloud point extraction (CPE) הוא שיטת הפרדה המשמשת למיצוי ולריכוז מוקדם של אנליטים מתוך מטריצת דגימה. שיטה זו כוללת היווצרות ענן של מיצלות או של צברי גביש נוזלי במטריצת הדגימה בטמפרטורה מסוימת המכונה נקודת העכירות. האנליטים מומסים בפאזה המיצלרית, שאותה ניתן להפריד ממטריצת הדגימה באמצעות צנטריפוגה או סינון.
ניתן ליישם את שיטת CPE במגוון מטריצות דגימה, ובהן מים, נוזלים ביולוגיים ודגימות סביבתיות. היא משמשת בדרך כלל למיצוי תרכובות אורגניות, כגון פנולים, פחמימנים ארומטיים רב־טבעתיים (PAHs) וחומרי הדברה, מתוך מטריצות מורכבות.
מהו מיצוי בנקודת העכירות?
Cloud point extraction מנצל את השינוי הפיזיקלי של נוזלים בטמפרטורה מסוימת, שבה הנוזל נעשה עכור. נקודת העכירות בנוזלים היא הטמפרטורה שמתחתיה תמיסה שקופה עוברת הפרדת פאזות נוזל–נוזל ליצירת תחליב, או מעבר פאזה נוזל–מוצק ליצירת סול יציב או תרחיף שנוצר בו משקע.
עקרון הפעולה של מיצוי בנקודת העכירות: Cloud point extraction (CPE) מנצל את התנהגות הפאזות הייחודית של חומרים פעילי שטח לא־יוניים בתמיסות מימיות, המתבטאת בהפרדת פאזות לאחר הגעה לטמפרטורה מסוימת – המכונה נקודת העכירות – ו/או הוספת חומר קושר ליצירת כלאטים. הגורם העיקרי המניע את ההפרדה במהלך המיצוי בנקודת העכירות הוא האינטראקציה ההידרופובית בין האנליט לחומר פעיל השטח, המאפשרת ללכוד את האנליטים בצורת קומפלקסים שונים של מתכות בפאזה העשירה בחומר פעיל השטח הלא־יוני.
ל־CPE יש כמה יתרונות על פני שיטות מיצוי מסורתיות, כגון מיצוי בפאזה מוצקה ומיצוי נוזל–נוזל. זוהי שיטה פשוטה וכדאית מבחינה כלכלית, הדורשת רק כמות קטנה של ממסים אורגניים. ניתן להשתמש בה גם למיצוי בררני של אנליטים מסוימים, וניתן לשלב אותה בקלות עם שיטות אנליטיות אחרות, כגון כרומטוגרפיה וספקטרוסקופיה, לצורך אנליזה כמותית של אנליטים.
עם זאת, ל־CPE יש גם מגבלות מסוימות, כגון הצורך בבקרה קפדנית של הטמפרטורה והאפשרות להפרעות מצד רכיבים אחרים במטריצה. למרות מגבלות אלו, CPE היא טכנולוגיה מבטיחה, שניתן אף לייעל עוד יותר בשילוב עם סוניקציה.
ה־CupHorn האולטרסוני מקל על המיצוי בנקודת העכירות, שכן הוא מאפשר הכנת דגימות בו־זמנית בכמה בקבוקונים באותם תנאים
כיצד סוניקציה מייעלת את המיצוי בנקודת העכירות?
ניתן להשתמש בסוניקציה כדי לסייע בתהליך ולשפר את cloud point extraction (CPE) בכמה דרכים. סוניקציה כוללת שימוש בגלי קול בתדר גבוה ליצירת בועות קוויטציה בתווך נוזלי. כאשר בועות אלו קורסות, הן יוצרות טמפרטורות ולחצים גבוהים באופן מקומי, שעשויים לפרק את מטריצת הדגימה ולשפר את המסת האנליטים בפאזה המיצלרית במהלך CPE.
להלן כמה דרכים שבהן סוניקציה יכולה לסייע ל־CPE ולשפר אותו:
- הגברת היווצרות מיצלות: סוניקציה יכולה להגביר את היווצרות המיצלות באמצעות הגברת המגע בין מולקולות החומר פעיל השטח למטריצת הדגימה. הדבר עשוי להוביל להמסה מהירה ויעילה יותר של אנליטים בפאזה המיצלרית, וכך להניב תפוקות מיצוי גבוהות יותר.
- קיצור זמן המיצוי: סוניקציה יכולה לקצר את זמן המיצוי הנדרש ל־CPE באמצעות האצת מעבר המסה של אנליטים ממטריצת הדגימה לפאזה המיצלרית. זאת בזכות ההשפעות המכניות של הסוניקציה על מטריצת הדגימה, שעשויות לשבש את הכוחות הבין־מולקולריים המחזיקים את האנליטים במטריצה.
- שיפור יעילות המיצוי: סוניקציה יכולה לשפר את יעילות המיצוי של CPE באמצעות הגברת המגע בין מולקולות החומר פעיל השטח לאנליטים. הדבר עשוי להוביל להמסה מלאה יותר של אנליטים בפאזה המיצלרית, וכך להשיג יעילות מיצוי גבוהה יותר.
- הגברת הרגישות: סוניקציה יכולה להגביר את הרגישות של CPE באמצעות שיפור הריכוז המוקדם של אנליטים בפאזה המיצלרית. הדבר עשוי לאפשר גילוי של אנליטים בריכוזים נמוכים יותר מאלה שניתן היה לגלות ללא ריכוז מוקדם.
בסך הכול, סוניקציה יכולה להיות כלי שימושי לשיפור הביצועים של CPE באמצעות הגברת היווצרות המיצלות, קיצור זמן המיצוי, שיפור יעילות המיצוי והגברת הרגישות.
מצאו את המכשיר האולטרסוני המתאים למיצוי שלכם בנקודת העכירות
Hielscher Ultrasonics מציעה מגוון פתרונות אולטרסוניים מתקדמים להכנת דגימות יעילה, חוסכת זמן וידידותית למשתמש לצורך מיצוי בנקודת העכירות והכנה לאנליזה. בין שברצונכם לבצע סוניקציה של דגימות בודדות, של דגימות מרובות או של פלטות מיקרוטיטר / פלטות מרובות באריות לצורך מיצוי בנקודת העכירות, יש לנו את המכשיר האולטרסוני האידיאלי להליך המיצוי שלכם.
הטבלה שלהלן מציגה סקירה של המכשירים האולטרסוניים שלנו להכנת דגימות ולמיצוי. לחצו על סוג המכשיר כדי לקבל מידע נוסף על כל הומוגנייזר אולטרסוני. הצוות הטכני שלנו, בעל ההכשרה המקיפה והניסיון רב השנים, ישמח לעזור לכם לבחור את המכשיר האולטרסוני המתאים ביותר להכנת הדגימות שלכם!
| נפח אצווה | ספיקת זרימה | מכשירים מומלצים |
|---|---|---|
| עד 10 בקבוקונים או מבחנות | n.a. | VialTweeter |
| פלטות מרובות באריות / פלטות מיקרוטיטר | n.a. | UIP400MTP |
| מבחנות / כלים מרובים | n.a. | CupHorn |
| 1 עד 500mL | 10 עד 200mL/min | UP100H |
| 10 עד 1000mL | 20 עד 200mL/min | UP200Ht, UP200St |
| 10 עד 2000mL | 20 עד 400mL/min | UP400St |
צרו איתנו קשר! / שאלו אותנו!
ה־VialTweeter הוא יחידה אולטרסונית להכנת דגימות מרובות, המיועדת לסוניקציה בו־זמנית של 10 מבחנות.
ספרות / מקורות
- Yoong Kit Leong, John Chi-Wei Lan, Hwei-San Loh, Tau Chuan Ling, Chien Wei Ooi, Pau Loke Show (2017): Cloud-point extraction of green-polymers from Cupriavidus necator lysate using thermoseparating-based aqueous two-phase extraction. Journal of Bioscience and Bioengineering, Volume 123, Issue 3, 2017. 370-375.
- Trindade, A. S., Dantas, A. F., Lima, D. C., Ferreira, S. L., & Teixeira, L. S. (2015): Multivariate optimization of ultrasound-assisted extraction for determination of Cu, Fe, Ni and Zn in vegetable oils by high-resolution continuum source atomic absorption spectrometry. Food chemistry, 185, 2015. 145–150.
Hielscher Ultrasonics מייצרת הומוגנייזרים אולטרסוניים בעלי ביצועים גבוהים, החל בקנה מידה מעבדתי ועד לקנה מידה תעשייתי.